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期刊信息/Journal information
气象科技
气象科技

徐祥德 王晓云

双月刊

1671-6345

qxkj@cams.cma.gov.cn

010-68407256

100081

北京海淀区中关村南大街46号

气象科技/Journal Meteorological Science and Technology北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1973年，现为中国气象科学研究院和北京市气象局主办，大16开，双月刊（64页），国内外公开发行。《气象科技》是中国气象科学研究院和北京市气象局主办的综合性气象科技刊物。刊载关于大气科学各领域发展水平的综合评述、大气科学及相关科学各领域的专题研究论文，并报道城市环境、大气探测、气象业务与服务等方面的新方法、新技术和新成果。《气象科技》是中国气象学类核心期刊，是中国科技文献数据库（CSTDB）、中国学术期刊（光盘版CAJ-CD）等数据库的源刊。
正式出版
收录年代

    双谱滤波算法在FY-4B/AGRI海表温度反演中的应用

    崔鹏王素娟
    763-774页
    查看更多>>摘要：风云四号气象卫星B星(FY-4B)作为风云四号系列卫星的首发业务星,其搭载的先进的静止轨道辐射成像仪(Advanced Geostationary Radiation Imager,AGRI)是 FY-4B 核心载荷之一,目前 FY-4B/AGRI 采用非线性海表温度算法(NonLinear Sea Surface Temperature,NLSST)进行海表温度产品反演处理.为去除FY-4B/AGRI海表温度产品中出现的条纹噪声,将双谱滤波算法应用于NLSST算法中的红外分裂窗通道亮温差数据进行滤波.双谱滤波算法采用的核函数基于辐射传输物理过程,可去除海表温度产品中存在的条纹噪声和随机噪声,且不会降低产品的空间分辨率.以现场实测海表温度数据为参考海温,对FY-4B/AGRI分裂窗亮温差去条纹后的海表温度产品进行检验,时空匹配窗口选择时间30 min、空间距离4 km.评估表明:双谱滤波算法可以有效抑制条纹噪声,提高海表温度产品图像可视化质量,改善海表温度产品的精度.

    风云四号B卫星海表温度去条纹

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    基于改进DeepLabv3+网络的气象卫星影像雷暴识别

    吴安坤郭军成王强冷宇...
    775-786页
    查看更多>>摘要：为实现像素级雷暴活动范围识别,开展气象静止卫星影像分割研究.以贵州省及周边区域风云静止卫星水汽、长波红外通道(6.25～13.5.5 μm)辐射数据为特征,融合地面甚低频/低频(VLF/LF)闪电监测和星载闪电成像仪(LMI)数据构建标签数据.通过改进DeepLabv3+语义分割网络并增加训练策略,对静止卫星影像进行雷暴范围识别.结果表明,数据增强、主动学习的自适应采样、Combo Loss组合损失、Ranger21优化器等训练策略可降低小样本训练对网络性能的影响,解决数据不平衡问题;骨干网络提取特征采用MobilenetV2运行速度最快,ResNet_101分割性能最好;引入卷积注意力机制模块可提升模型分割精度和特征提取能力.改进后的DeepLabv3+模型在测试数据集上像素平均准确率为96.82％,平均交并比MIoU为76.93％,性能优于SegNet、UNet、FCN等其他模型.该研究通过挖掘卫星影像中的雷暴特征信息,提高了对雷暴活动的识别精度,可为下一步引入循环神经网络开展雷暴活动预测奠定基础.

    风云静止卫星语义分割网络DeepLabv3+数据不平衡雷暴识别

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    DSG5降水天气现象仪对一次雨雪转换天气过程的识别分析

    申高航刘婷婷王子悦高安春...
    787-796页
    查看更多>>摘要：本文分析了一次雨雪转换天气中DSG5降水天气现象仪形成的各级数据间的关系及其对天气现象的判识过程,研究了降水粒子谱及气温、地面温度和草面温度等气象要素的变化特征,利用ECMWF模式和双偏振多普勒雷达资料探讨了雨雪转换的天气背景及不同相态降水粒子的空间分布.主要结论如下:降水过程中,随着回流冷空气的增强,近地面冷气层变厚变冷,其上的暖气层逐渐变薄直至消失,测站先后经历了雨滴、雨滴加冰粒和冰粒加雪花3个主要的降水阶段.测站上空降水粒子相态的变化在双偏振多普勒雷达相关系数的空间分布上有明确的反映.在由雨转雪的过程中,地面降水粒子的尺度谱明显变宽,速度谱明显收窄;总体上DSG5的判识结果与双偏振多普勒雷达和其他观测资料的分析结果相吻合.DSG5判断的降水开始时间比实际降水滞后了5 min,降水结束时间提前了6 min,判断的过程总降水时长偏短.可以利用降水过程和雷达回波的连续性对DSG5的判识结果进行优化.

    雨雪转换粒子谱DSG5识别

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    长时间序列格点数据管理平台的设计与实践

    贾晓振胡江凯王大鹏梁晨...
    797-806页
    查看更多>>摘要：随着数值模式时空分辨率的提升,数据量急剧增加,长序列数据很难直接通过文件拷贝或者网络传输方式为用户提供数据服务.为此,笔者设计实现了一种分布式管理平台,该平台根据用户定制的数据需求,运用预报要素、空间范围、时间尺度等约束条件,抽取或根据区域参数裁剪指定气象要素,生成精简数据进行用户服务.该平台集成了搜索引擎、格点数据解码、内存数据库技术以及分布式框架,实现跨操作系统的统一接口调用和数据快速获取,有效解决用户访问长时间序列历史资料的难题.实验测试显示,该平台在格点数据管理规模和访问效率方面均表现出色.特别是在北京2022年冬季奥运会和冬残奥会气象保障服务中,该平台发挥了重要作用,展现了其实际应用的价值和潜力.

    分布式架构搜索引擎数值预报业务内存数据库数据检索跨平台

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    临近预报滚动融合外推方法及其适用性评估

    郭文昕李蓉于万荣李建强...
    807-815页
    查看更多>>摘要：为实现多种临近预报外推方法的有效融合,提升临近外推的准确性.本文提出了一种将光流法(Optical Flow,OF)与深度学习(Deep Learning,DL)滚动融合的雷达组合反射率(Composite Reflectivity,CR)外推方法(Rolling Fusion Neural Network,RFNet),以提升临近预报的准确性.RFNet采用两层卷积神经网络,并通过粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化网络参数,解决CR强度不平衡问题.RFNet在训练中使用OF和DL外推的10个时次CR预测未来10个时次的CR,训练后的RFNet作为下一次训练的预训练模型,以提升训练效率.结果表明,RFNet有效缓解了DL的强度衰减和回波结构模糊问题.在20和30 dBz阈值处,DL和RFNet外推效果相近,均优于OF.在40 dBz阈值处,0～30 min内DL效果最好,30 min后RFNet表现最佳.在50 dBz阈值处,RFNet在42 min内显著优于DL和OF.RFNet在40 dBz以上的外推效果随CREF强度增大而提升.

    临近预报雷达回波外推深度学习光流法粒子群算法

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    冷涡背景下山东极端雷暴大风的天气分型和预报着眼点

    张芹
    816-829页
    查看更多>>摘要：利用2013-2021年间山东省气象观测站的逐时极大风速、MICAPS资料、雷达风廓线、华北雷达拼图、闪电定位以及NCEP再分析等资料,将冷涡背景下山东极端雷暴大风的天气类型分为低槽型、西北气流型、横槽型、高空冷涡型、副高边缘型和暖切变线型6大类,并对冷涡背景下山东产生极端雷暴大风的预报着眼点进行分析.结果表明:①产生极端雷暴大风的雷暴形态有弓形、多单体风暴、飑线、超级单体和普通雷暴单体,其中以弓形和多单体风暴居多.②弓形回波的中部前沿出现极端雷暴大风概率较大.多单体风暴移向的右前方、飑线前沿和超级单体移动方向的右前方也是出现极端雷暴大风的关键区.③极端雷暴大风发生时,回波顶高一般在15 km以上,且极端雷暴大风出现在回波顶高大值中心移动方向的前或右前侧.④当地面上出现2.5 hPa以上的小时增压、相对于周边环境大气较低的冷池中心、对流层中下层环境风场明显增强时,就要结合风暴移动方向,提前研判风暴移动方向的前方,尤其是右前方,是否有发生极端强雷暴大风的可能.

    天气类型冷涡雷暴形态回波顶高

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    四川盆地一次极端大风天气过程成因分析

    周燕秋喻琴昆刘霭薇刘伯骏...
    830-840页
    查看更多>>摘要：本文利用地面逐小时气象观测资料、高空观测资料、多普勒雷达产品和FY-2H卫星的云顶黑体亮温(Black Body Temperature,TBB)资料,分析了2022年4月11日四川盆地一次极端大风天气过程的形成原因和演变特征,得到如下结论:①此次极端大风天气过程因干冷空气进入盆地而触发,地面辐合线的强迫抬升作用加强了此次风暴天气;②过程中剧烈天气多发生于中尺度对流系统合并加强时期,且位于对流云团前侧TBB梯度大值区以及TBB低值中心附近;③飑线过境时强的冷池作用,飑锋前后变压梯度强、密度流强,是导致地面极端大风的重要原因;④风暴前侧入流、后侧入流和强的中层径向辐合为极端大风的出现提供了有利配置;而强反射率因子核和垂直液态含水量大值区的迅速下降意味着系统内部剧烈降温而产生了湿下击暴流,加剧大风强度.

    四川盆地极端大风TBB卫星云图冷池雷达产品

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    一次暴雨过程中GNSS信号的对流层延迟和水平梯度信息演变特征

    涂满红欧书圆刘艺朦曹云昌...
    841-849页
    查看更多>>摘要：为了充分发挥目前密集的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)测站的作用,本文建立了一套准实时的GNSS对流层总延迟(Zenith Total Delay,ZTD)和水平梯度(Horizontal Gradients,HG)解算系统,并基于中国气象局的格网降水产品和ERA5再分析资料对广州"5·7"暴雨下ZTD和HG的演变特征进行研究.结果表明:ZTD和HG的时序变化能够反映出降水的前兆信息,而HG的矢量性则在一定程度上揭示降雨的相关特征.ZTD和HG的时空特征对暴雨的短临预报具有一定指示作用,可作为对暴雨短临预报的辅助手段.

    对流层延迟水平梯度精密单点定位暴雨大气可降水含量

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    2022年夏秋季青海湖湖面水温与气温观测综合分析

    李宛桐张志龙李肖霞王鑫龙...
    850-857页
    查看更多>>摘要：利用青海湖风云卫星"湖-海"协同观测试验的漂流观测仪数据,分析青海湖水温与气温的变化特征及相关性,并结合青海湖周边自动气象站资料,分析湖陆气温变化特征的差异.研究结果表明:青海湖水温与气温存在一定的相关性,其分钟值的相关系数为0.71,日均值的相关系数为0.73,水温与气温日变化均呈单峰型,升降阶段基本相同,但水温日变化的幅度明显小于气温,且下降时间要早于气温;青海湖湖面气温与陆面气温同样存在着相关性,二者的发展变化趋势是一致的,但日变化存在一定的错峰现象,陆面气温的峰值是提前的,而谷值是滞后的.

    漂流观测仪水温气温青海湖

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    2010-2019年中国闪电活动及其环境表征物理量分析研究

    关良田付友郑永光曹艳察...
    858-868页
    查看更多>>摘要：本文利用2010-2019年中国ADTD(Advanced TOA and Direction system)型闪电定位仪闪电监测数据和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料,在分析闪电活动特征的基础上,结合TS评分、预报偏差等天气学检验指标,研究中国及不同区域闪电的环境条件物理量特征.闪电活动特征显示,闪电分布呈"南多北少"的形势,华南闪电密度最大,其次为江南东部和西南地区东部;在频数年变化上,除6月为华南闪电高发月外,全国及大部分地区8月闪电最多;日变化上,午后地闪电活动最为集中,16:00为峰值.环境条件分析表明,从全国来看,热力相关物理量对闪电发生指示意义最好,其次为水汽物理量,动力相关表征量的指示作用不明显.其中,K指数为全国范围的最佳指数,其最优阈值为37 ℃,同时发现低层水汽条件较好的区域对于K指数敏感性更高,其阈值也相对较高,比如华北、长江流域、华南地区.而对于中高纬度区域,大气层结不稳定对于闪电发生更敏感,因此最优抬升指数和抬升指数等指数的表现更好.水汽条件为闪电发生的必要因素,但水汽条件对闪电的指示意义不可单独用作闪电预报的依据,应结合大气环流和其他环境场特征来确定.相关结果为认识和预报全国和不同地区的闪电活动提供了客观参考.

    ADTD闪电监测气候特征环境表征物理量检验分析

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